DE4321248C1

DE4321248C1 - Vorrichtung zum Formieren von Batterieelektroden

Info

Publication number: DE4321248C1
Application number: DE4321248A
Authority: DE
Inventors: Xaver Mittermaier
Original assignee: F X Mittermaier & Soehne oHG
Current assignee: F X Mittermaier & Soehne oHG
Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1993-06-25
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2013-06-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formieren von Batterieelektroden nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung ist aus JP 62-219464 (A) in Patents Abstracts of Japan E-590, 12. März 1988, Band 12, Nr. 80 bekannt.

Die bekannte Vorrichtung arbeitet mit einem Einsatz, nämlich einer sogenannten Kassette, um insbesondere die Elektroden von Starterbatterien oder ähnlichen Batterien zu formieren, d. h. zu laden, indem diese in Parallelschaltung mittels der Kontakt schiene angeordnet werden, die über dem Boden des Gefäßes verläuft und vom Elektrolyten umgeben ist. Diese Art der Formierung oder Ladung, die als lötfreie Formation bezeichnet wird, ist durch die Anwendung einer besonderen Ladestrombeschal tung möglich.

Die Verwendung einer Kassette bei der bekannten Vorrichtung bietet die Möglichkeit, mehrere Elektroden gemeinsam in das Gefäß einzubringen und aus dem Gefäß zur weiteren Behandlung wieder herauszunehmen. Das erfolgt in der Regel von Hand, was bei dem Gewicht der betreffenden Elektroden problemlos möglich ist.

Mit steigendem Gewicht der Elektroden, insbesondere aber bei Großelektroden, ist es nicht mehr möglich, die Kassette aufgrund des hohen Gewichtes langsam und stoßfrei auf die Kontakte so abzusetzen, daß eine Beschädigung der Kontakte und/oder der Elektroden vermieden ist. Große Elektroden, insbesondere Röhrchenelektroden für Großbatterien, wie beispielsweise Antriebsbatterien und Stationärbatterien, werden daher bisher in Gefäßen formiert, in dem sie von Hand an eine nicht im Elek trolyten liegende Kontaktschiene angelötet werden. Dieses Verfahren ist sehr material- und zeitaufwendig.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, die bekannte Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß auch bei der Formierung von Großelektroden eine Beschädigung der Kontakte beim Einsetzen der Elektroden in das Gefäß vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Ausbildung gelöst, die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Einsatz somit als Rahmen ausgebildet, der mit einer Anhebe- und Absenkeeinrich tung verbunden ist und im Gefäß verbleibt, wobei die Elektroden in diesen Einsatz zur Formierung eingesetzt und nach Abschluß des Formierungsprozesses einzeln aus dem Einsatz wieder herausgenom men werden können. Dadurch, daß die Elektroden zunächst auf die Zahnschiene aufgesetzt und anschließend durch Absenken der Zahnschiene mittels der Anhebe- und Absenkeinrichtung in einen Kontakt mit der Kontaktschiene kommen, können die Zahnschiene und die daraufliegenden Elektroden schonend auf die Kontaktschiene abgesenkt und aufgesetzt werden, so daß Beschädigungen der Kontaktschiene vermieden werden können.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Vertikalschnittansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit angehobener Zahnschiene,

Fig. 2 eine dazu orthogonale Schnittansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit angehobenen Zahnschiene und

Fig. 3 in einer Fig. 2 entsprechenden Schnittansicht das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit abgesenkter Zahnschiene.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt ein Gefäß 1, das mit einem Elektrolyten 8 gefüllt ist und in dem über der Bodenfläche und parallel zur Bodenfläche zwei Kontaktschienen 7 angeordnet sind, die vom Elektrolyten 8 umgeben sind.

Wenigstens eine Zahnschiene 2 ist im Gefäß 1 parallel zu den Kontaktschienen 7 und auf die Kontaktschienen 7 absenkbar und aufsetzbar sowie von den Kontaktschienen 7 abhebbar angeordnet. Dazu ist die Zahnschiene 2 mit ihren Enden an zwei gegenüberliegenden Hebeschienen 3 befestigt, die vertikal verschiebbar in Nuten im Gefäß 1 geführt sind. Die Hebeschienen 3 sind jeweils an einer Drehscheibe 4 exzentrisch gelagert, wobei die Drehscheiben 4 auf dem Gefäßrand gleitend drehbar aufliegen und durch eine fest damit verbundene Drehstange 5 synchron gedreht werden können.

Zur Aufnahme und parallelen Anordnung der Elektroden 6 mit den gewünschten Abständen können zwei gegenüberliegende Führungsplatten mit entsprechenden parallelen Rillen vorgesehen sein, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Die Elektroden 6 werden in den Rillen der Führungsplatten angeordnet.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise:
Die zu formierenden Elektroden 6 werden in das mit dem Elektrolyten 8 gefüllte Gefäß 1 dadurch eingesetzt, daß sie zwischen und/oder auf den Zähnen der Zahnschiene 2 angeordnet werden. Sind alle Elektroden 6 in dieser Weise im Gefäß angeordnet, dann wird durch ein Umlegen der Verbindungsstange 5 von dem in Fig. 2 dargestellten Zustand mit von den Kontaktschienen 7 abgehobener Zahnschiene 2 und somit durch Drehen der Exzenterscheiben 4 die Zahnschiene 2 über die Hebeschienen 3 abgesenkt, so daß die Elektroden 6 in Parallelschaltung in einen elektrischen Kontakt mit den Kontaktschienen 7 kommen.

Nach Beendigung des Formations- oder Ladungsprozesses müssen die Elektroden 6 von Hand oder mittels einer geeigneten Einrichtung aus dem Gefäß 1 entnommen werden. Da die Elektroden 6 in der Regel einen Abstand von ca. 5 bis 7 mm voneinander haben, ist es sehr schwierig, von Hand aus in einen derart kleinen Zwischenraum einzugreifen und die Elektroden 6 aus dem Gefäß 1 herauszuheben. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann durch ein Drehen der Exzenterscheiben 4 über ein Umlegen der Verbindungsstange 5 in einer Weise, die dem Ladevorgang entgegengesetzt ist, d. h. von dem in Fig. 3 dargestellten Zustand in den in Fig. 2 dargestellten Zustand die Zahnschiene 2 mit den darauf angeordneten Elektroden 6 angehoben werden. Wenn die Zähne der Zahnschiene 2 so ausgeführt sind, daß die Zahnabstände doppelt so groß wie der gewünschte Elektrodenabstand ist, und die Elektroden abwechselnd auf den Zähnen und in den Zwischenräumen zwischen der Zähnen der Zahnschiene 2 angeordnet sind, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, liegen die oberen Elektrodenenden auf unterschiedlichen Höhen, so daß nach dem Anheben der Zahnschiene 2 ein Zugriff von Hand oder ein maschineller Zugriff zu den Elektroden 6 problemlos möglich ist.

Nach der Entnahme von geladenen Elektroden kann die Vorrichtung unmittelbar in dem sich dann ergebenden Zustand neu beschickt werden. Durch ein entsprechendes Umlegen der Verbindungsstange 5 und das dadurch bewirkte Drehen der Exzenterscheiben 4 werden die neu beschickten Elektroden auf der Zahnstange 2 wieder auf die Kontaktschienen 7 abgesenkt.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in der in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Weise zwei parallel zueinander und einander gegenüber angeordnete Kontaktschienen 7 mit dreieckigem Querschnitt vorgesehen. Die Kontaktschienen 7 und die Zahnschiene 2 sind so angeordnet und ausgebildet, daß die Elektroden 6 beim Absenken mit der Oberfläche der Kontaktschienen 7 in einen elektrischen Kontakt kommen.

Die beiden Kontaktschienen 7 sind jeweils für eine der beiden Elektrodenarten, nämlich positive und negative Elektroden, zur Herstellung von Batterieelementen vorgesehen. Wenn die Elektrodenarten wechselweise in das Gefäß eingesetzt sind, liegen die Elektroden einer Polarität, die sich auf den Zähnen der Zahnschiene 2 befinden, im angehobenen Zustand höher als die gegengepolten Elektroden, wie es in Fig. 1 und 2 dargestellt ist.

Fig. 3 zeigt den abgesenkten Zustand, in dem die Elektroden gleicher Polarität auf der zugehörigen Kontaktschiene 7 jeweils liegen. Die elektrischen Anschlüsse und Zuleitungen sind nicht dargestellt und von den Kontaktschienen 7 jeweils nach oben über den Gefäßrand geführt.

Claims

1. Vorrichtung zum Formieren von Batterieelektroden mit

- einem Gefäß, das mit einem Elektrolyten gefüllt ist und Kontakte aufweist, die mit einer elektrischen Stromversorgung verbunden sind, und
- einem Einsatz mit einer Bodenschiene, auf der die Elektroden in Parallelschaltung angeordnet werden können, wobei die Elektroden durch Absenken des Einsatzes im Gefäß in eine elektrischen Kontakt mit den Kontakten kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte aus einer über der Bodenfläche des Gefäßes angeordneten Kontaktschiene (7) bestehen, die Bodenschiene als Zahnschiene (2) ausgebildet ist, zwischen deren Zähnen und/oder auf deren Zähnen die Elektroden (6) angeordnet werden können, und die an ihren beiden Enden an zwei gegenüberliegenden und im Gefäß gleitend verschiebbar angeordneten vertikalen Hebeschienen (3) angebracht ist, die mit einer Anhebe- und Absenkeinrichtung (4, 5) verbunden sind, derart, daß die Zahnschiene (2) zur Kontaktschiene (7) abgesenkt werden kann, so daß die Elektroden (6) in einen elektrischen Kontakt mit der Kontaktschiene (7) kommen, und von der Kontaktschiene (7) abgehoben werden kann, so daß die Elektroden (6) von der Kontaktschiene (7) gelöst werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnabstand der Zahnschiene (2) doppelt so groß wie der gewünschte Elektrodenabstand ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebeschienen (3) in vertikalen Führungsnuten längs der gegenüberliegenden Gefäßwände gleitend angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anhebe- und Absenkeinrichtung (4, 5) aus zwei Drehscheiben (4) besteht, die mit den beiden Hebeschienen (3) jeweils exzentrisch verbunden sind, auf dem Gefäßrand gleitend drehbar aufliegen und durch eine um die Achse der Drehscheiben (4) umlegbare Drehstange (5) miteinander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kontaktschienen (7) mit dreieckigem Querschnitt parallel zueinander liegen und die Zahnschiene (2) so angeordnet ist, daß beim Absenken der Zahnschiene (2) die Elektroden (6) mit der Oberfläche der Kontaktschienen (7) in einen elektrischen Kontakt kommen.